【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 施工驗(yàn)證。 ?研究的總體目標(biāo) ：三河尖礦 21102工作面突水治理工程的難度之大、施工條件之惡劣在國(guó)內(nèi)外采礦界是罕見(jiàn)的，本次研究將為類(lèi)似條件下的水害治理提供一個(gè)范例。建立惡劣環(huán)境下水害防治的綜合技術(shù)體系，從水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、采礦工程、建設(shè)工程、安全工程等學(xué)科相互結(jié)合的角度，研究水害治理的方案、技術(shù)措施并實(shí)施驗(yàn)證。在水害搶險(xiǎn)、水閘墻施工、注漿防滲等各個(gè)方面取得新的認(rèn)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。為類(lèi)似工程提供借鑒。 ?研究的技術(shù)路線 ：本文采用傳統(tǒng)的地質(zhì)分析方法、工程經(jīng)驗(yàn)類(lèi)比方法、工程設(shè)計(jì)方法和現(xiàn)代力學(xué)計(jì)算方法相結(jié)合，首先對(duì)對(duì)礦區(qū)地質(zhì)、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)條件進(jìn)行分析勘測(cè)和調(diào)研，采取相關(guān)巖樣、煤樣進(jìn)行物理力學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)以取得巖石和煤的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，密切關(guān)注國(guó)內(nèi)外相同領(lǐng)域的研究成果和研究方向，檢索相關(guān)文獻(xiàn)資料，在此基礎(chǔ)上，采用力學(xué)分析和工程設(shè)計(jì)規(guī)范研究水閘墻的設(shè)計(jì)和施工方案、防滲注漿方案，實(shí)際工程實(shí)施和驗(yàn)證。 前期搶險(xiǎn)救災(zāi)工作 ? 出水原因簡(jiǎn)要分析 ?21102工作面 突水水源 分析 —— 突水點(diǎn)水源為奧陶系灰?guī)r巖溶水 ； ?21102工作面 導(dǎo)水通道 的判別 —— 由于回采擾動(dòng)影響，破壞原底板的整體性，致使隱伏的垂直導(dǎo)水通道溝通奧陶系馬家溝灰?guī)r富含水層。 ? 搶險(xiǎn)救災(zāi)工作 ?三河尖煤礦 21102工作面 10月 26日發(fā)生突水，至今涌水量保持在 1020 m3/h，較為穩(wěn)定，至 2023年 4月 30日，水位標(biāo)高為 ，總出水量 4491565 m3。突水后礦井西二下山采區(qū)很快被淹沒(méi)，因及時(shí)擴(kuò)大礦井排水能力，把水位控制在礦井主水平 700m以下，沒(méi)有造成淹井事故。 ?水害治理過(guò)程 分為：擴(kuò)、疏、導(dǎo)、追、穩(wěn)、砌、升七個(gè)階段 。（具體） ?水閘墻工程完成以后的工作 —— 安裝引水管至 700水平。利用水閘墻管路上的閘閥及壓力表實(shí)施有控制放水?；謴?fù)并擴(kuò)大 860泵房的排水能力。 ?應(yīng)急預(yù)案 （具體） （ 1）穩(wěn)水期間 2h以上故障的應(yīng)急預(yù)案 ； （ 2）當(dāng)水閘墻不能達(dá)到預(yù)期效果時(shí)的預(yù)案 。 治理方案的確定 ?21102工作面發(fā)生突水以后，采取了以強(qiáng)排水為主的搶險(xiǎn)措施，避免了淹井，如何進(jìn)一步治理水害，對(duì)以下治水方案進(jìn)行了研究。 ?方案一：強(qiáng)排疏水； ?方案二：砌筑水閘墻堵疏結(jié)合； ?方案三：地面打鉆注漿堵水。 序號(hào) 比較內(nèi)容 方案一 強(qiáng)排疏水 方案二 砌水閘墻 方案三 地面注漿 1 主要設(shè)備 8 6 0 m 一級(jí)排水： D 4 5 0 60 3 ， 8 臺(tái) Q=450m3/h ， N=355KW Φ 325 7 管路 3 趟 700m 二級(jí)擴(kuò)排： DS450 100 8 ， 3 臺(tái) Q=450m3/h ， N=1600KW PJ200 9 ， 5 臺(tái) Q=420 m3/h ， N=1600KW Φ 3 2 5 管路 2 趟（已裝），Φ 273 12 管路 2 趟（已裝）， Φ 325 15 管路 1 趟 8 6 0 m 一級(jí)排水： D 4 5 0 60 3 ， 8 臺(tái) Q=450m3/h ， N=355 KW Φ 325 7 管路 3 趟 700m 二級(jí)擴(kuò)排： DS450 100 8 ， 3 臺(tái) Q=450m3/h ， N=1600KW PJ200 9 ， 5 臺(tái) Q=420 m3/h ， N=1600KW Φ 3 2 5 管路 2 趟（已裝），Φ 273 12 管路 2 趟（已裝）， Φ 325 15 管路 1 趟 8 6 0 m 一級(jí)排水： D 4 5 0 60 3 ， 8 臺(tái) Q=450m3/h ， N=355KW Φ 325 7 管路 3 趟 700m 二級(jí)擴(kuò)排： DS450 100 8 ， 3 臺(tái) Q=450m3/h ， N=1600KW PJ200 9 ， 5 臺(tái) Q=420 m3/h ， N=1600KW Φ 3 2 5 管路 2 趟（已裝），Φ 273 12 管路 2 趟（已裝）， Φ 325 15 管路 1 趟 2 工程量 其中：一級(jí)排水 8 4 0 m ，二級(jí)擴(kuò)排 1380m 其中：一級(jí)排水 8 4 0 m ，二級(jí)擴(kuò)排 1 3 8 0 m ，水閘墻 2個(gè) 其中：一級(jí)排水 8 4 0 m ，二級(jí)擴(kuò)排 1380m 3 投資 萬(wàn)元 其中：設(shè)備 1 4 9 9 . 4 萬(wàn)元，井巷 716 萬(wàn)元 萬(wàn)元 其中：設(shè)備 1 4 9 9 . 4 萬(wàn)元，井巷 716 萬(wàn)元，水閘墻 150萬(wàn)元 萬(wàn)元 其中：設(shè)備 1 4 9 9 . 4 萬(wàn)元，井巷 7 16 萬(wàn)元 4 排水費(fèi)用 1763 萬(wàn)元 132 萬(wàn)元 1763 萬(wàn)元 5 優(yōu) 缺 點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： 1 、強(qiáng)排疏干可將水害得威脅降到最??； 2 、將水疏干有利于屯頭系的開(kāi)采。 缺點(diǎn)： 1 、年排水費(fèi)用增加較多；2 、排水時(shí)間預(yù)計(jì)較長(zhǎng)； 3 、若出現(xiàn)涌水量增加，對(duì)礦井的威脅將會(huì)增大。 優(yōu)點(diǎn)： 1 、比較靈活，可堵可疏，堵疏結(jié)合，適應(yīng)性強(qiáng)； 2 、可以減少排水費(fèi)用。 缺點(diǎn)： 1 、水閘墻位置選擇比較困難，在煤層中砌水閘墻難度較大； 2 、開(kāi)采太原組仍需要疏水降壓。 優(yōu)點(diǎn)： 1 、地面作業(yè)比較方便。 缺點(diǎn)： 1 、注漿時(shí)間長(zhǎng)，工藝比較復(fù)雜； 2 、排水時(shí)間長(zhǎng)，部能有計(jì)劃地疏水降壓； 3 、注漿量大，費(fèi)用高。 6 方案選擇 推薦 水害治理方案比較 水閘墻設(shè)計(jì) ? 水閘墻位置的選擇 ?水閘墻位置選擇的原則 （ 1）從整個(gè)礦井安全考慮，應(yīng)將 21102工作面突水封堵在盡量小的范圍，比如限定在該工作面兩道以?xún)?nèi)。 （ 2） 水閘墻盡可能設(shè)在堅(jiān)硬、穩(wěn)定、完整致密的巖層中。 ?水閘墻有關(guān)參數(shù)的確定 （ 1） 水壓 ：運(yùn)輸邊水閘墻的設(shè)計(jì)水壓取，材料邊水閘墻設(shè)計(jì)水壓取。 （ 2） 防水安全煤巖柱厚度 ：驗(yàn)算得到， 小于 21煤至 9煤的最小間距，所以 21煤與 9煤之間的巖層可以承受住 ， 21102的承壓水不會(huì)從 9煤的底板中突出。 ?水閘墻位置方案 ?方案一：水閘墻位置選擇在 21102工作面兩道開(kāi)口內(nèi)的全巖巷道內(nèi) ?方案二：水閘墻設(shè)在工作面聯(lián)絡(luò)巷以外60m的運(yùn)輸巷和材料巷內(nèi) ?選擇：兩方案相比，方案二的突出優(yōu)點(diǎn)在后續(xù)的補(bǔ)救措施更靈活，同時(shí)突水封堵在較小范圍，對(duì)整個(gè)礦井更有利。因此，確定選擇方案二。 2 1 1 0 2 材料道圖4 1 　　　　　　　水閘墻位置圖屯頭系運(yùn)輸下山707.2714.4831.2835石門(mén)799.2798.3749.8屯頭系軌道下山756.3795.0831.2831.621102施工區(qū)域材料道水閘墻運(yùn)輸?shù)浪l墻2 1 1 0 2 運(yùn)輸?shù)劳凰c(diǎn)330米水閘墻位置示意圖 ? 水閘墻硐室設(shè)計(jì) ?設(shè)計(jì)依據(jù) ： 根據(jù)《煤礦礦井井底車(chē)場(chǎng)硐室設(shè)計(jì)規(guī)范》（ MT/T50261999），倒截錐形結(jié)構(gòu)宜用于承受的水壓為 上的防水閘門(mén)硐室。本水閘墻設(shè)計(jì)水壓，采用倒截錐形結(jié)構(gòu)形式及計(jì)算公式相對(duì)較有依據(jù)。 ?防水閘墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：根據(jù)倒截錐形結(jié)構(gòu)計(jì)算公式的計(jì)算結(jié)果是，運(yùn)輸?shù)浪l墻墻體結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度 L=，材料道水閘墻墻體長(zhǎng)度 L=。 墻體長(zhǎng)度（ m ） 混凝土強(qiáng)度 總長(zhǎng) 主體墻 里加 固段 外加 固段 加固段 壁厚 （ m ） 墻體承壓強(qiáng)度 （ MP a ） 設(shè)計(jì) 標(biāo)準(zhǔn) 施工 標(biāo)準(zhǔn) 運(yùn)輸?shù)? 64 24 30 10 0 . 4 0 8 . 3 2 C2 5 C2 8 材料道 64 24 30 10 0 . 4 0 8